机械基础知识讲义(ppt 40页).ppt

1、以机械基础、2011高职机电级专用教育课件、第一章机械概要、1-2金属材料的性能、学习纲要、材料应用背景、汽车工业为例，汽车工业需要800多种材料，下一个视频是汽车车身部分采用的材料。 轿车车身部分的材料，2，材料应用背景，使用性能，工艺性能，物理性能，化学性能，力学性能，金属材料的性能，物理性能，物理性物质内稳定的组成和性质不发生变化的性质。 密度：金属单位体积的质量，公斤/米。 磁：金属磁导率的性能。 导电性：金属材料的传导电流的性能。 热膨胀性：金属材料受温度影响引起体积变化的现象。 热传导性：金属材料传热的能力。 熔点：金属从固体状态变化为液体状态时的地温。 密度金属的密度是单位体积的

2、金属的质量，用符号表示。 单位是公斤/米3。 根据密度的大小，金属材料分为轻金属和重金属。 密度小于4.5g/cm3的金属称为轻金属，铝、钛等密度在4.5g/cm3以上的金属称为重金属。 =m/vm :金属的质量(kg) v :金属的体积(m )，1kg/m=1000g/1000dm3=1g/dm3再x1000=1g/cm3。 2 .熔点金属从固体状态变化为液体状态时的温度称为熔点。 熔点一般用摄氏温度()表示。 各种金属都有固定熔点。 铅的熔点为323，钢的熔点为1538。 熔点对冶炼、铸造、焊接、合金的制备等很重要。 熔点低于1000的金属称为低熔点金属，熔点为10002000的金属称为中

3、熔点金属，熔点超过2000的金属称为高熔点金属。 3热传导性金属材料传热的能力称为热传导性。 一般，金属材料的热传导性能的优劣用热传导率(热传导率)表示。 热传导率大的金属材料的热传导性好。 一般来说，金属材料的热传导性比非金属材料好。 金属的热传导性以银最好，铜、铝次之。 热传导性好的金属可以散热，可以用于制作冰箱和空调的散热器等散热器部件。 4 .热膨胀性金属材料受热时体积增大，冷却时收缩的现象叫做热膨胀性。 各种金属的热膨胀性能不同。 在实际工作中有时必须考虑热膨胀的影响。 例如，某些精密测量工具使用膨胀系数小的金属材料制造，如铺设线路、架设桥梁、在金属工件加工中测量尺寸等，必须考虑热膨

4、胀的因素。 5导电性金属材料流过电流的性能称为导电性。 但是，各种金属材料的导电性各不相同，其中银最好，铜、铝其次是工业上铜、铝成为导电性材料。 传导性差的高电阻金属材料，如铁铬合金、镍铬合金、康铜、锰铜等用于仪器部件和电热元件的制造，电炉线、6磁性金属的磁导率的性能称为磁性。 有磁导率的金属材料被磁铁吸引。 铁、钴、镍等是强磁性材料，锰、铬、铜、锌是无磁性或顺磁性材料。 但是，在一些金属中，磁性也不一定。 例如，铁在768以上，既没有磁性也没有顺磁性。 强磁性材料可用于变压器、电机铁心和仪表部件等的制作无(顺)磁性材料可作为避免磁场干扰的部件使用。 金属材料的化学性能是指金属化学表现的性能。

5、 1耐腐蚀性金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气和其他化学介质的腐蚀作用的能力称为耐腐蚀性。 常见的钢铁锈，是腐蚀现象。 2耐氧化性金属材料抵抗氧化作用的能力被称为耐氧化性。 金属材料在加热时氧化作用加速，如钢材在锻造、热处理、焊接等加热作业时会发生氧化和脱碳，引起材料损失和各种缺陷。 因此，加热材料和材料时，为了避免金属材料氧化，经常在周围形成还原气体和保护气体。3化学稳定性化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和耐氧化性的总称。 金属材料在高温下的化学稳定性称为热稳定性。 用于制造在高温下工作的零件的金属材料，需要良好的热稳定性。 二、金属材料的化学性能，1、强度：所谓强度，是指金属材料在静负荷下抵抗变

6、形和破坏(过剩塑性变形和破坏)的能力。 负荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，因此强度也可以分为拉伸强度、抗压强度、弯曲强度、剪切强度等。 各种强度之间有一定的联系，在使用中一般多把拉伸强度作为最基本的强度指标。 拉伸强度：金属材料能承受最大载荷的能力。 用b表示。 Pbb=Pb :样品最大的外力(n )，F0 :样品的原截面积(m)F0，2，塑性：塑性是指金属材料即使在载荷下发生塑性变形(永久变形)也不破坏的能力。 用伸长率和截面收缩率测量。 3、硬度：硬度是测定金属材料硬度的指标。 硬度是指金属材料抵抗其他更硬的物体压入表面的能力。 金属材料的表面是抵抗变形和破坏的能力。 现在生产

7、中测定硬度的方法最常用的是压入硬度法，用一定形状的压子以一定的负荷压入被试验金属材料的表面，根据压入的程度测定硬度值。 常用的方法有布氏硬度(HB )、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC )和维氏硬度(HV )等。 布氏硬度HB、洛氏硬度HR、维氏硬度、维氏硬度的压力一般选择5、10、20、30、50、100、10kg等，能够在不到10kg的压力下测量显微组织硬度。 4、冲击韧性，材料在冲击负荷下抵抗破坏的能力。 样品冲压时消耗的冲击功Ak是Ak=mgh-mgh(j )冲击韧性值Ak在样品缺口处的单位截面积上消耗的冲击功。 ak值低-脆性材料：断裂时无明显变形，有金属光泽，呈晶状。 ak值高-韧

8、性材料：明显塑性变形，切口呈灰色纤维状，无光泽。 工程应用实例： Titanic沉没原因，Titanic含硫高的钢板，韧性差，尤其在低温下呈脆性。 因此，冲击样品是典型的脆性破坏口。 现代船用钢板的冲击样品相当韧性。 泰坦尼克号钢板(左图)和近代船用钢板(右图)的冲击试验结果显示，新的科学研究解不出80年的谜，很多机械部件如弹簧、轴、齿轮等在工作中受到交变负荷，交变应力低于屈服强度，但几个循环后会发生断裂。 图1是轴的疲劳试验的示意图。 图1轴疲劳试验，5，疲劳强度，金属材料的工艺性能，1 :铸造性(铸造性):金属材料可以通过铸造方法得到合格铸件的性能。 铸造性主要由金属液体的流动性、冷却时的

9、收缩性等决定。 流动性是指液态金属充满铸模的能力，收缩性是指铸件凝固时体积收缩的程度，偏析是指在金属冷却凝固的过程中，结晶前后不同，引起金属内部的化学成分和组织的不均匀性。 2 :锻性：金属材料冲压加工时，能不发生龟裂地改变形状的性能。 其中包括在热状态或冷状态下进行锤子、轧制、拉伸、冲压等加工。 锻炼性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。 3、焊接性(焊接性) :指金属材料对焊接加工的适应性能。 主要是指在一定的焊接工艺条件下，得到优质焊接接头的难易度。 它包括两方面的内容：一是结合性能，即一定的焊接工艺条件，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即一定的焊接工艺条件，对一定的金属焊接接头的使用要求的适用性。 4、切削加工性(切削性、机械加工性):是指金属材料被工具切削加工成为合格工件的难易度